La antiinterferencia es un aspecto fundamental en el diseño de circuitos modernos, que refleja directamente el rendimiento y la fiabilidad de todo el sistema. Para los ingenieros de PCB, el diseño antiinterferencia es un aspecto clave y complejo que todos deben dominar.

La presencia de interferencias en la placa PCB
En una investigación real, se descubrió que existen cuatro interferencias principales en el diseño de PCB: ruido de la fuente de alimentación, interferencia de la línea de transmisión, acoplamiento e interferencia electromagnética (EMI).

1. Ruido de la fuente de alimentación
En el circuito de alta frecuencia, el ruido de la fuente de alimentación tiene una influencia particularmente evidente en la señal de alta frecuencia. Por lo tanto, el primer requisito para la fuente de alimentación es el bajo nivel de ruido. En este caso, una conexión a tierra limpia es tan importante como una fuente de alimentación limpia.

2. Línea de transmisión
Solo existen dos tipos de líneas de transmisión posibles en una PCB: línea de banda y línea de microondas. El mayor problema con las líneas de transmisión es la reflexión. Esta causa numerosos problemas. Por ejemplo, la señal de carga será la superposición de la señal original y la señal de eco, lo que dificultará el análisis de la señal; la reflexión causará pérdidas de retorno, lo que afectará la señal. El impacto es tan grave como el causado por la interferencia de ruido aditivo.

3. Acoplamiento
La señal de interferencia generada por la fuente causa interferencia electromagnética en el sistema de control electrónico a través de un canal de acoplamiento específico. El método de acoplamiento de la interferencia consiste en actuar sobre el sistema de control electrónico a través de cables, espacios, líneas comunes, etc. El análisis incluye principalmente los siguientes tipos: acoplamiento directo, acoplamiento de impedancia común, acoplamiento capacitivo, acoplamiento por inducción electromagnética, acoplamiento por radiación, etc.

4. Interferencia electromagnética (EMI)
La interferencia electromagnética (EMI) se divide en dos tipos: interferencia conducida e interferencia radiada. La interferencia conducida se refiere al acoplamiento (interferencia) de señales de una red eléctrica con otra a través de un medio conductor. La interferencia radiada se refiere al acoplamiento (interferencia) de la señal de la fuente de interferencia con otra red eléctrica a través del espacio. En el diseño de sistemas y PCB de alta velocidad, las líneas de señal de alta frecuencia, los pines de circuitos integrados, diversos conectores, etc., pueden convertirse en fuentes de interferencia de radiación con características de antena, que pueden emitir ondas electromagnéticas y afectar a otros sistemas o subsistemas del sistema.

Medidas antiinterferencias en PCB y circuitos
El diseño antiinterferencias de la placa de circuito impreso está estrechamente relacionado con el circuito específico. A continuación, se explicarán algunas medidas comunes de diseño antiinterferencias de PCB.

1. Diseño del cable de alimentación
Según la corriente de la placa de circuito impreso, aumente el ancho de la línea de alimentación para reducir la resistencia de bucle. Al mismo tiempo, asegúrese de que la dirección de la línea de alimentación y la línea de tierra coincidan con la dirección de transmisión de datos, lo que mejora la capacidad antirruido.

2. Diseño del cable de tierra
Separe la tierra digital de la analógica. Si la placa de circuitos incluye circuitos lógicos y lineales, deben estar lo más separados posible. La tierra del circuito de baja frecuencia debe estar conectada en paralelo en un único punto, siempre que sea posible. Si el cableado es complejo, se puede conectar parcialmente en serie y luego conectar a tierra en paralelo. El circuito de alta frecuencia debe estar conectado a tierra en varios puntos en serie, el cable de tierra debe ser corto y grueso, y se debe utilizar una lámina de tierra de gran superficie tipo rejilla alrededor del componente de alta frecuencia.

El cable de tierra debe ser lo más grueso posible. Si se utiliza un cable muy delgado, el potencial de tierra cambia con la corriente, lo que reduce la resistencia al ruido. Por lo tanto, el cable de tierra debe ser más grueso para que pueda pasar tres veces la corriente admisible en la placa. Si es posible, el cable de tierra debe tener una sección superior a 2-3 mm.

El cable de tierra forma un bucle cerrado. En las placas impresas compuestas únicamente por circuitos digitales, la mayoría de sus circuitos de tierra están dispuestos en bucles para mejorar la resistencia al ruido.

3. Configuración del condensador de desacoplamiento
Uno de los métodos convencionales de diseño de PCB es configurar condensadores de desacoplamiento apropiados en cada parte clave de la placa impresa.

Los principios generales de configuración de los condensadores de desacoplamiento son:

① Conecte un condensador electrolítico de 10 ~ 100 uf a la entrada de alimentación. Si es posible, es preferible conectarlo a 100 uf o más.

②En principio, cada chip de circuito integrado debe estar equipado con un condensador cerámico de 0,01 pF. Si la separación de la placa de circuito impreso es insuficiente, se puede instalar un condensador de 1-10 pF por cada 4 a 8 chips.

③Para dispositivos con capacidad anti-ruido débil y grandes cambios de potencia cuando se apagan, como dispositivos de almacenamiento RAM y ROM, se debe conectar un capacitor de desacoplamiento directamente entre la línea de alimentación y la línea de tierra del chip.

④El cable del capacitor no debe ser demasiado largo, especialmente el capacitor de derivación de alta frecuencia no debe tener cable.

4. Métodos para eliminar la interferencia electromagnética en el diseño de PCB

1. Reducir bucles: Cada bucle equivale a una antena, por lo que es necesario minimizar el número de bucles, su área y su efecto antena. Asegúrese de que la señal tenga solo una ruta de bucle en dos puntos cualesquiera, evite bucles artificiales y utilice la capa de potencia.

②Filtrado: El filtrado puede utilizarse para reducir la EMI tanto en la línea eléctrica como en la línea de señal. Existen tres métodos: condensadores de desacoplamiento, filtros EMI y componentes magnéticos.

3Escudo.

4. Intente reducir la velocidad de los dispositivos de alta frecuencia.

5. Aumentar la constante dieléctrica de la placa PCB puede evitar que las partes de alta frecuencia, como la línea de transmisión cercana a la placa, irradien hacia afuera; aumentar el espesor de la placa PCB y minimizar el espesor de la línea de microbanda puede evitar que el cable electromagnético se desborde y también evitar la radiación.